Desarrollo de una herramienta low-cost de detección y corrección de fallos para DORIS

Moliner Malaxechevarría, Juan (2017). Desarrollo de una herramienta low-cost de detección y corrección de fallos para DORIS. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Desarrollo de una herramienta low-cost de detección y corrección de fallos para DORIS
Autor/es:
  • Moliner Malaxechevarría, Juan
Director/es:
  • Barrientos Cruz, Antonio
  • César Lizarralde, Fernando
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Fecha: Septiembre 2017
Materias:
Palabras Clave Informales: Ingeniería de Control, Instrumentos electrónicos, Servomecanismos, Microelectrónica, Arduino, Robótica Offshore, Drivers de Potencia, CAN, CANOpen, Protocolos de Comunicación, Bluetooth
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

El sector petrolífero en Brasil es uno de los de mayor riqueza del país y quizás el que más crecimiento haya visto en la última década. A falta de tantos yacimientos en su territorio continental como otras grandes potencias, Brasil es uno de los referentes en extracción de crudo offshore. Las extremas condiciones ambientales que se dan en este tipo de plataformas hacen que el uso de robótica autónoma o teleopemda se haya abierto una gran hueco en este sector. Gracias a este tipo de tecnologías se permite reducir el número de trabajadores que precisan estar in situ en las instalaciones, mejorando su condiciones laborales, seguridad y eficiencia. Por su parte, el gran volumen de negocio de este sector supone que la inversión en investigación en este campo sea intensa y que tales robots se equipen con la más avanzada tecnología electrónica. Dentro de este contexto se halla el proyecto DORIS, desarrollado por el Laboratório de Controle e A utomar;iio, Engenharia de Aplicar;iio e Desenvolvimento (LEAD) en colaboración con las empresas petrolíferas Petrobms y Statoil. Este proyecto, comenzado en Enero de 2013 , cuenta a día de hoy con un modelo funcional del robot con dicho nombre. Este robot, cuya misión es auxiliar en labores de monitorización y manutención de la planta, está equipado con una serie de sensores capaces de detectar objetos abandonados, fuego, humo, gas, vibraciones y funcionamiento incorrecto de equipamiento. Debido a las severas condiciones a las que el robot estará sometido en las plataformas y a la dificultad de reemplazar componentes electrónicos en dichas localizaciones, este está condicionado a una constante labor de inspección y mantenimiento. Por ello sería de gran valor, tanto para el laboratorio como para los clientes, la disponibilidad de una herramienta de test y debugging para DORIS barata, ~encilla e independiente de la electrónica de este. El presente Tmbajo de Fin de Gmdo (TFG) consiste en el diseño y desarrollo, tanto a nivel hardware como software de un herramienta que permita a los técnicos de plataforma o laboratorio probar ciertas funcionalidades de DORIS, aislando la electrónica embarcada de este, permitiendo así detectar y separar errores en su funcionamiento. Para el desarrollo de este producto se escogió el uso de una placa Arduino Mega que, junto a un shield para la red CAN, se comunique con los drivers de potencia de los servomotores del robot, mediante una biblioteca CANOpen también creada por completo dentro de este TFG. Por el otro lado, para la comunicación con el usuario se desarrolló una interfaz a Matlab y otra a Android por bluetooth. Esto resultó en tres principales funcionalidades o casos de uso: - Modo PC: mediante un script de Matlab se recogen datos del manipulador siguiendo una trayectoria predefinida, que puede alterarse fácilmente en el código del programa. Se muestran los datos posición actual, deseada y control en forma de gráficas. Además, si el modo debug estuviera activado, se visualizan un gran número de mensajes relativos al funcionamiento interno del sistema. Este modo es espacialmente útil para descartar fallos en la comunicación y en los servomotores. - Modo Bluetooth Controller: en este modo se permite controlar el robot a distancia mediante un mando bluetooth. Es de gran utilidad cuando el robot se queda parado en una posición desfavorable, de modo que el técnico puede guiarlo hasta otra sólo mediante el uso de su srnar·tphone, independientemente de si su ordenador de abordo esté funcionando o no. - Modo Bluetooth Terminal: en el cuál el técnico es capaz de acceder a la configuración interna de cada driver de potencia y modificarla si fuera necesario, sólo mediante el uso de su srnartphone. Por lo tanto, la herramienta que se desarrolló supone una gran ayuda tanto para LEAD como para los clientes, cumpliendo los objetivos que se planteaba. Adicionalmente, la solución que fue propuesta alberga el siguiente valor añadido: - Se mantuvo el programa lo más portable posible, desarrollando un claro diagrama de clases que permiten extender con facilidad la funcionalidad de esta herramienta a otros robots, especialmente a aquellos que usen los mismos drivers de potencia (como es el caso de casi todos los proyectos actuales de este laboratorio). - Se desarrolló la clase Can et, específica para el uso de CANOpen para Arduino y el chip MCP2515, algo de lo que no se halló existencia hasta la fecha y puede ser de utilidad a otros desarrolladores. Finalmente, aunque el proyecto, en lo referente a este TFG, se dio por finalizado se dejó un trabajo ampliamente documentado, de forma que se puedan implementar nuevas funcionalidades en el futuro , como el control por fuerza o servovisión o sea extendido a otros robots, pues se tiene plena confianza en su utilidad.

Más información

ID de Registro: 49142
Identificador DC: http://oa.upm.es/49142/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:49142
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 18 Ene 2018 08:15
Ultima Modificación: 25 Abr 2018 11:51
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